(57)【要約】【課題】  金型に付着した汚れを容易に短時間に除去することができる加硫金型の洗浄方法を供する。【解決手段】  加硫成型に用いられる金型１を洗浄溶液に浸漬し、あるいは金型１に洗浄溶液を塗布または噴霧して金型１に付着した汚れ２を膨潤するとともに溶解する第１工程と、金型１を水中に沈め高圧水と高圧空気を該金型に噴射し膨潤・溶解した汚れを分散し除去する第２工程とからなる加硫金型の洗浄方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加硫成型に用いられる金型を洗浄溶液に浸漬し、あるいは前記金型に洗浄溶液を塗布または噴霧して前記金型に付着した汚れを膨潤するとともに溶解する第１工程と、
前記金型を水中に沈め高圧水と高圧エアを前記金型に噴射し膨潤・溶解した汚れを分散し除去する第２工程とからなることを特徴とする加硫金型の洗浄方法。
【請求項２】
前記第１工程は、アルコール系またはグリコール系の少なくとも一方の溶剤に有機アルカリと脂肪酸を含有し中性またはアルカリ性の液性を示す洗浄溶液が用いられることを特徴とする請求項１記載の加硫金型の洗浄方法。
【請求項３】
前記洗浄溶液には、界面活性剤が添加されていることを特徴とする請求項２記載の加硫金型の洗浄方法。
【請求項４】
前記第２工程は、前記金型に対してノズルから高圧水を噴射し、前記ノズルの外周からは加圧エアを噴射することで、前記金型に付着し膨潤・溶解した汚れを分散し除去することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか記載の加硫金型の洗浄方法。
【請求項５】
前記ノズルは、その高圧水と高圧エアの前記金型に対する噴射角度を可変としたことを特徴とする請求項４記載の加硫金型の洗浄方法。
【請求項６】
前記ノズルは、前記金型に対して高さを可変としたことを特徴とする請求項４または請求項５記載の加硫金型の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤなどのゴム部品を加硫成型する加硫金型の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加硫金型によりゴム部品を繰り返し加硫成型すると、加硫金型の型面にゴムの焼き付きなどの汚れが付着する。
この汚れは、加硫されるゴム部品の成型面を損ねるので、適当な加硫回数ごとに洗浄し除去しなければならない。
【０００３】
従来、金型の汚れを洗浄する種々の方法があった。
例えば、砥粒または研削材と呼ばれる粉体を気体流とともに噴射することで、金型に付着した汚れに衝撃力を加え剥離分散させるショットブラスト法、炭酸ガスまたはＹＡＧレーザのレーザ光を照射することで、汚れを熱分解して剥離するレーザ法、酸素，四フッ化炭素の混合ガスを高周波で励起し、イオン状の活性基酸素が汚れの有機分を酸化し炭酸ガスと水に分解し、残渣となった汚れの無機分は高圧水等によって洗い流すプラズマ法などがある。
【０００４】
従来のショットブラスト法は、砥粒が金型と衝突した際の衝撃力によって汚れを除去するため、衝撃力のアップとともに汚れ落ちがよくなる反面、金型の損傷も増加し、場合によっては意匠面が不鮮明となり製品の外観を損ねる結果となる。
その他の場合も同様に、金型に損傷を与えたり、あるいは特別な有機溶剤などを使用するものは、排水処理が必要となるなどの問題がある。
【０００５】
そこで、水を主体とした洗浄液と気泡による洗浄方法が特許文献１に提案されている。
【特許文献１】特開平６−２４６７５０号公報
【０００６】
同特許文献１に開示された洗浄方法は、水中洗浄と空中洗浄を順次行うもので、水中洗浄は、洗浄液で満たされた洗浄槽内にセットされた金型に対して水中スプリンクル装置により水流と気泡を同時に噴射して、水撃と気泡の破裂による衝撃波で洗浄しようとするものであり、次段の空中洗浄は、空中に引き上げられた金型に対して空中スプリンクル装置で洗浄液を噴射して水撃エネルギにより残った汚れを除去して仕上げ洗浄を行うものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１における洗浄方法は、水中洗浄も空中洗浄も主として物理的エネルギによって汚れを除去しようとするものであり、水中スプリンクル装置で除去できなかった汚れを空中スプリンクル装置で完全に除去するのは余程大きな水撃エネルギまたは作業時間を要することになる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、金型に付着した汚れを容易に短時間に除去することができる加硫金型の洗浄方法を供する点にある。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、加硫成型に用いられる金型を洗浄溶液に浸漬し、あるいは前記金型に洗浄溶液を塗布または噴霧して前記金型に付着した汚れを膨潤するとともに溶解する第１工程と、前記金型を水中に沈め高圧水と高圧空気を前記金型に噴射し膨潤・溶解した汚れを分散し除去する第２工程とからなる加硫金型の洗浄方法とした。
【００１０】
第１工程で洗浄溶液により金型に付着した汚れを化学的に膨潤し溶解しておき、第２工程において水中で高圧水と高圧空気を該金型に噴射して膨潤・溶解した汚れを物理的に分散し除去するので、繰り返し加硫により焼き付いたり堆積した汚れを容易に短時間できれいに除去することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の加硫金型の洗浄方法において、前記第１工程は、アルコール系またはグリコール系の少なくとも一方の溶剤に有機アルカリと脂肪酸を含有し中性またはアルカリ性の液性を示す洗浄溶液が用いられることを特徴とする。
【００１２】
有機アルカリと脂肪酸を適当な割合に調合して中性またはアルカリ性にすることで、金型の溶解や腐蝕を防止することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の加硫金型の洗浄方法において、前記洗浄溶液には、界面活性剤が添加されていることを特徴とする。
【００１４】
洗浄溶液に界面活性剤を添加することで、汚れに洗浄溶液を浸透し易くし、膨潤・溶解を促進することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか記載の加硫金型の洗浄方法において、前記第２工程は、前記金型に対してノズルから高圧水を噴射し、前記ノズルの外周からは加圧空気を噴射することで、前記金型に付着し膨潤・溶解した汚れを分散し除去することを特徴とする。
【００１６】
金型に対してノズルから高圧水を噴射し、その外周からは加圧空気を噴射することで、水中にありながら多量の高圧水流を金型に噴射することができ、膨潤・溶解した汚れを容易に分散し短時間できれいに除去することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の加硫金型の洗浄方法において、前記ノズルは、その高圧水と高圧空気の前記金型に対する噴射角度を可変としたことを特徴とする。
【００１８】
高圧水と高圧空気の金型に対する噴射角度を可変とすることで、金型自体の移動と相俟って短時間に広範で均一な洗浄をすることができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項４または請求項５記載の加硫金型の洗浄方法において、前記ノズルは、前記金型に対して高さを可変としたことを特徴とする。
【００２０】
金型が大型になっても、ノズルを昇降して型面の全面に亘って第２工程の洗浄処理を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明する。
本実施の形態に係る加硫金型は、タイヤを加硫成型するアルミ金型であり、まず第１工程において、繰り返し加硫により型面にゴムが焼き付いたり汚れが堆積した金型１を、洗浄溶液に浸漬する。
あるいは該金型１に洗浄溶液を塗布または噴霧する。
【００２２】
ここで使用される洗浄溶液は、アルコール系の溶剤に有機アルカリと脂肪酸を含有し中性の液性を示す洗浄溶液である。
なお、グリコール系の溶剤またはアルコール系とグリコール系を混合した溶剤を用いてもよい。
また、洗浄溶液に界面活性剤を添加してもよい。
【００２３】
図１は、金型の表面に付着した汚れの様子を模式的に示した説明図である。
図１（１）が第１工程に入る前の汚れの様子を示しており、金型１の表面にステアリン酸等のゴム分解物である有機物ａと、主として硫化亜鉛ＺｎＳである無機物ｂが結合した汚れ２が堆積し樹脂化して付着している。
【００２４】
そして、第１工程で金型１を洗浄溶液に浸漬等すると、図１（２）に示すように洗浄溶液の溶液成分が汚れ２に浸透し、汚れ２の有機物ａや無機物ｂの互いの結び付きを弱くして汚れ２を膨潤するとともに溶解する。
【００２５】
洗浄溶液に界面活性剤が添加されていれば、汚れ２の膨潤・溶解を一層促進することができる。
第１工程において化学的に汚れの膨潤・溶解処理がなされた後は、金型１の表面の汚れ２は、膜状にヒビ割れが生じている状態にある。
【００２６】
なお、本金型１はアルミ製で、洗浄溶液の液性を中性としないと、腐蝕が生じて型面の意匠に損傷を与えるおそれがあるが、アルミ製でなければアルカリ性の洗浄溶液を用いることもできる。
【００２７】
次に第２工程に入る。
図２および図３は、第２工程における洗浄装置10の構造を概略的に示した図であり、円筒状容器11の中に底面中央を回転軸13で支持された回転テーブル12が水平に配設されており、同回転軸13は円筒状容器11の底壁を水密に貫通して下端のスプロケットとテーブル回転用モータ14の駆動軸に嵌着されたスプロケットとの間にチェーン15が架渡されている。
【００２８】
回転テーブル12上にはタイヤ加硫用の環状の金型１を周方向に分割した分割金型１ａを型面を外側にして回転軸13を中心とする円環状に配列載置する。
したがって、テーブル回転用モータ14を駆動してチェーン15を介して回転テーブル12を回転すると、回転テーブル12上の複数の分割金型１ａを同一円上に回転することができる。
【００２９】
円環状に配列された分割金型１ａの外側で円筒状容器11の内周面に沿った空間に噴射装置20，20が左右略対称位置に一対配設されている。
各噴射装置20は、図４および図５に図示するように、水噴射ノズル21の外周を同軸に径の大きい空気噴射ノズル22が覆う２重構造の噴射ノズルを有する。
【００３０】
水噴射ノズル21は上流側に連結管23が直線的に延び、連結管23の上流は自在管継手25を介して上流側連通管24に連通している。
自在管継手25は、連結管23の上流端が球体26を貫通しており、この球体26を略円筒状のホルダー27が回動自在に保持した構造をしている。
【００３１】
ホルダー27の下流側開口から連結管23が突出しており、ホルダー27の上流側円開口は内周面にねじが刻設されていて、上流側連通管24の端部が螺合される構造であり、上流側連通管24の端部を深くまで螺入すると、上流側連通管24の先端が球体26を下流側に押圧して下流側開口に押し付け、ホルダー27に対して球体26を固定し、上流側連通管24の端部を浅く螺入した状態では、ホルダー27に対して球体26は自由に回動することができる。
【００３２】
球体26は連結管23を介して水噴射ノズル21および空気噴射ノズル22と一体なので、ホルダー27に対する水噴射ノズル21および空気噴射ノズル22の噴射方向は、球体26の回動で自由に変えることができるとともに、上流側連通管24の螺入による簡単な作業により適当な噴射角度で固定することもできる。
【００３３】
ホルダー27に対して噴射方向が何れになろうと、上流側連通管24と連結管23は連通状態にあって高圧水が流れ、水噴射ノズル21から噴射される。
【００３４】
なお、ホルダー27の下流側開口と球体26との間には環状のシールパッキン28が介装されており、上流側連通管24と球体26との間から水がホルダー27内に漏れてもシールパッキン28によりホルダー27の外には漏れない。
【００３５】
一方、水噴射ノズル21を中心に周囲を覆う有底円筒状の空気噴射ノズル22は、底が二重になっており、外底壁22ａと内底壁22ｂの間に空隙22ｃがあり、両底壁22ａ，22ｂの中心を連結管23が貫通している。
【００３６】
空気噴射ノズル22の円筒の一部に空隙22ｃに連通する加圧空気の導入口22ｄが形成され、内底壁22ｂの連結管23の周囲４ヵ所に等間隔に加圧空気の導出孔22ｅが穿孔されている。
【００３７】
空気噴射ノズル22は、その導入口22ｄから空隙22ｃに導入された加圧空気が、４つの導出孔22ｅから導出され、中心の水噴射ノズル21からの高圧水の噴射と同一方向に噴射される。
水中において、中心から高圧水が噴射され、その周りから加圧空気が噴射されることで、多量の高圧水流を噴射させることができる。
【００３８】
以上のような噴射装置20が、円筒状容器11の内周面に沿った左右略対称位置に一対配設される。
同対称位置には、それぞれ一対のガイドレール30が上下方向に指向して立設され、噴射装置20のホルダー27がその左右のスライダ31をガイドレール30に摺動自在に嵌合してガイドレール30にガイドされて昇降自在に嵌装されている。
【００３９】
ホルダー27自体は、図示されない昇降装置のノズル昇降用モータにより昇降させることができる。
また、噴射装置20の上流側連通管24と導入口22ｄにそれぞれ高圧水ホース32と加圧空気ホース33が連結され、水噴射ノズル21と空気噴射ノズル22に高圧水と加圧空気をそれぞれ供給する。
【００４０】
以上のような構成の洗浄装置10は、従来のショットブラスト法、レーザ法、プラズマ法などに比べて設備コストが大幅に安価である。
【００４１】
このような洗浄装置10により、第２工程の汚れの分散・除去処理が実行される。
図２および図３に示すように、回転テーブル12上にタイヤ１本分の複数に分割された分割金型１ａを型面を外側にして回転軸13を中心とする円環状に配列載置し、円筒状容器11内を水で満たす。
【００４２】
特別大きくないサイズのタイヤを加硫する金型の場合、左右の噴射装置20のホルダー27を回転テーブル12上に配置された分割金型１ａの型面の略中央高さにノズル昇降用モータにより調節し、一方のノズル噴射方向を型面の上半部を狙う角度に固定し、他方のノズル噴射方向を型面の下半部を狙う角度に固定しておく。
【００４３】
そして、テーブル回転用モータ14を駆動して回転テーブル12を分割金型１ａとともに回転し、水噴射ノズル21から高圧水を噴射し、空気噴射ノズル22から加圧空気を噴射する。
前記第１工程の膨潤・溶解処理で、分割金型１ａの型面に付着した汚れは、膨潤するとともに溶解してヒビ割れた膜状を形成しているので、このような状態の汚れが付着した型面に対して噴射装置20は多量の高圧水流を噴射させる。
【００４４】
左右の噴射装置20，20は、旋回する分割金型１ａの型面の上半部または下半部に多量の高圧水流を噴射し、型面に膨潤・溶解状態で付着した汚れを順次分散し除去していくことができる。
【００４５】
ここに、噴射装置20の水噴射ノズル21から噴射する高圧水の噴射圧力が２ＭＰａ未満であると、十分な汚れの除去はできず、また20ＭＰａ以上では金型がアルミ製である場合、意匠に損傷を与えるおそれがある。
したがって、水噴射ノズル21から噴射する高圧水の圧力は、２〜20ＭＰａの範囲とするのが好ましい。
【００４６】
以上のように、第１工程で洗浄溶液により金型に付着した汚れを化学的に膨潤し溶解しておき、第２工程において水中で高圧水と高圧空気を分割金型１ａの型面金型に噴射して膨潤・溶解した汚れを物理的に分散し除去するので、繰り返し加硫により焼き付いたり堆積した汚れを容易に短時間できれいに除去することが可能である。
【実施例】
【００４７】
以下、金型使用日数が15日で、加硫したタイヤ本数が約1500本のアルミ金型について上記洗浄方法により行った実施例について次の表１に示し説明する。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
実施例１では、第１工程でアルコール溶剤を主体とした中性溶液を洗浄溶液として使用し、60℃の温度の同洗浄溶液中に金型１を30分浸漬する。
すると金型１の型面に付着した汚れは膜状をなしヒビ割れが生じている。
【００５０】
そして第２工程で洗浄装置10により水噴射ノズル21から噴射する高圧水の圧力を10ＭＰａ、空気噴射ノズル22から噴射する空気の圧力を30ＫＰａ、高圧水温度を60℃で30分水中で洗浄処理を行った。
洗浄後における金型１の型面の外観は、全体に汚れの残りはなく良好であった。
【００５１】
実施例２では、実施例１と同じ第１工程を経て、第２工程で水噴射ノズル21から噴射する高圧水の圧力を５ＭＰａに半減し、その他の条件は実施例１と同様にした。
その結果、洗浄後における金型１の型面の外観は、部分的に汚れの残りがあった。
【００５２】
実施例３では、第１工程で処理時間を60分と実施例１より２倍長くし、その他の条件は実施例１と同じで膨潤・溶解処理を行った。
すると金型１の型面に付着した汚れは、膜状をなしヒビ割れを生じ、さらにそのヒビ割れが進行してウロコ状を呈している。
【００５３】
そして、第２工程は、実施例１の場合と同じ条件で洗浄処理を行った。
洗浄後における金型１の型面の外観は、全体に汚れの残りはなく良好であった。
【００５４】
そこで実施例４では、第１工程は実施例３と同じ条件で膨潤・溶解処理を行い、第２工程で水噴射ノズル21から噴射する高圧水の圧力を５ＭＰａに半減し、その他の条件は実施例３と同様にした。
その結果も、洗浄後における金型１の型面の外観は、全体に汚れの残りはなく良好であった。
【００５５】
以上の実施例１，２，３，４のうち、全体の処理時間が短くかつ金型１の型面に付着した汚れがきれいに除去されているのは実施例１である。
第２工程の水噴射ノズル21から噴射する高圧水の圧力が低い場合には、実施例４に示すように第１工程の処理時間を長くとれば、金型１の型面に付着した汚れをきれいに除去することができる。
【００５６】
なお、第２工程の洗浄装置10による分散・除去処理において、サイズの大きいタイヤを加硫成型する大型の金型を洗浄する場合は、その分割金型を旋回させながら、噴射装置20自体もノズル噴射角度を適当に設定してノズル昇降用モータにより上下に逐次昇降させて洗浄部分を変えながら型面の全面に亘って洗浄するようにする。
【００５７】
以上のように、本発明の洗浄方法は、設備コスト、処理時間を抑えつつ、金型への損傷もないことから耐摩耗年数を気にすることなく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】金型の表面に付着した汚れの様子を模式的に示した説明図である。
【図２】第２工程における洗浄装置の構造を概略的に示した平面図である。
【図３】同断面図である。
【図４】噴射装置の断面図である。
【図５】同正面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…金型、１ａ…分割金型、２…汚れ、
10…洗浄装置、11…円筒状容器、12…回転テーブル、13…回転軸、14…テーブル回転用モータ、15…チェーン、
20…噴射装置、21…水噴射ノズル、22…空気噴射ノズル、23…連結管、24…上流側連通管、25…自在管継手、26…球体、27…ホルダー、28…シールパッキン、
30…ガイドレール、31…スライダ、32…高圧水ホース、33…加圧空気ホース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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